现在的电池保护电路,MOS管可是核心部件,无论是锂离子电池还是动力电池,电池安全都事关重大。这玩意儿是通过电场控制实现开关功能的。MOS管通过栅极(Gate)来调控源极(Source)和漏极(Drain)之间的电流通断。它反应速度特别快,纳秒级别的时间就能切换状态,比传统机械继电器快得多。而且现代功率MOS管导通电阻很低,比如Infineon的OptiMOS系列在100A电流下也只有0.5mΩ的压降。NMOS和PMOS组合起来还能双向导通,这样充电和放电回路就能独立控制。电池过充过放的时候,控制IC就会发出指令让MOS管关断。比如说超过4.25V或者低于2.5V的时候,BQ25792就会让NMOS管Q2栅极电压拉低到0V,切断充电回路。放电回路也一样,PMOS管Q1栅极电压被拉高到Vbat,切断负载供电路径。过流或者短路的时候也一样能及时处理。过流保护就是检测到源极和漏极之间的压降超过0.1V并且持续10毫秒就关断MOS管,短路保护的话压降达到0.5V就马上切断电路。温度管理这块儿还能配合NTC热敏电阻来做主动防御。预警阶段温度到了55℃就降低充电电流到0.5C;限流阶段到60℃就切断充电回路;完全关断到65℃就把充放电都切断,直到温度降到45℃以下才恢复正常。电动汽车动力电池组通常用预充MOS加主充MOS来控制,这样预充阶段电流就被限制在额定值的1/10,避免电容冲击。它还得承受400V系统电压和500A峰值电流,而且导通损耗要控制在5W以内。便携式电子设备因为要做得小,所以经常用WLCSP封装的MOS管,Dialog的DA9121-A就做得很小只有1.2mm×1.6mm。它关断状态下漏电流低于1μA,很省电。储能系统为了均衡多个电芯之间的能量转移,就会用MOS管阵列来做主动均衡。ST500KWH储能系统就是用16组MOS管来控制电芯之间的能量转移。关键回路还会采用双MOS管并联设计,万一有一个坏了另一个还能继续工作保持80%额定电流能力。